Aumentando a estabilidade de temperatura da frequência de operação do transceptor RA3AO. Esquema, descrição

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Aumentando a estabilidade da temperatura da frequência operacional do transceptor RA3AO. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Este artigo considera o problema de aumentar a estabilidade de temperatura da frequência de operação do transceptor RA3AO introduzindo em sua composição um circuito para compensação térmica da tensão de alimentação do varicap da unidade de dessintonização de frequência.

O aumento da estabilidade de temperatura da frequência de operação do transceptor RA3AO com uma mudança na temperatura ambiente e o autoaquecimento do dispositivo durante a operação pode ser alcançado pela compensação térmica da tensão de alimentação do varicap VD 1 da unidade de dessintonização de frequência do GPA A5 (Fig. 1 [1]).

Fig.1 (clique para ampliar)

O princípio do método proposto de compensação térmica é que, alterando a tensão de alimentação do varicap VD1, é alcançado um deslocamento de frequência igual em magnitude, mas oposto em sinal, ao deslocamento de frequência GPA causado pela mudança de temperatura [2,3 ].

Já a frequência de operação do transceptor RA3AO nos modos de recepção e transmissão é determinada, além do GPA, por osciladores de quartzo nos nós L4, A7, L 19, por compensação térmica do desvio total da frequência de operação de todos os osciladores do transceptor com um dispositivo proposto, é possível aumentar a estabilidade da frequência de operação do transceptor na faixa de temperatura de -10°С a +50°С.

Ao repetir o transceptor RA3AO, devido à variedade de características de projeto, materiais utilizados e variação nos parâmetros dos componentes, o valor e o sinal do desvio de temperatura da frequência de operação podem ter valores diferentes. No esquema de compensação térmica considerado abaixo, é possível selecionar o sinal e a magnitude da tensão de compensação térmica.

Curvas experimentais que ilustram o desvio de frequência do transceptor à medida que a temperatura dentro do gabinete muda ao longo do tempo de operação são mostradas na Fig. 2. Aqui a curva 1 mostra a mudança na frequência de operação do transceptor sem compensação térmica, a curva 2 mostra a mudança na frequência do transceptor com circuito de compensação térmica, mas não ajustada o suficiente para obter a estabilidade necessária da frequência do transceptor. A curva 3 ilustra a mudança mínima na frequência operacional do transceptor com o modo operacional selecionado de maneira ideal do circuito de compensação térmica.

Aumentando a estabilidade de temperatura da frequência de operação do transceptor RA3AO

A análise das curvas 1-3 (Fig. 2) mostra que com a ajuda de uma unidade de compensação térmica é possível reduzir o desvio da frequência do transceptor associado ao seu autoaquecimento e reduzir a instabilidade da frequência do transceptor para o valor de desvio em uma temperatura operacional de estado estacionário do transceptor.

O esquema de compensação térmica proposto garante a instabilidade da frequência de operação do transceptor de não mais que 200 Hz por várias horas de operação.

Deve-se notar que a unidade de compensação térmica em consideração não reduz o desvio da frequência de operação do transceptor.

A introdução de um circuito de comunicação térmica requer poucos gastos e complica um pouco o circuito transceptor RA3AO. Também não leva a alterações na operação da unidade ao desafinar a frequência do transceptor. No entanto, devido a mudanças na tensão através do varicap VD1 durante a compensação térmica, ocorre uma ligeira mudança na faixa de dessintonização de frequência do transceptor.

O circuito de compensação térmica pode ser utilizado em qualquer dispositivo que possua estabilização paramétrica da frequência do oscilador local.

O diagrama da unidade de compensação térmica é mostrado na Fig. 3, e sua inclusão no transceptor RA3AO é mostrada na Fig. 1. A unidade de compensação térmica está incluída na interrupção (indicada pelos pontos A, B) do circuito de alimentação do varicap VD1 da unidade de dessintonização de frequência do transceptor. A unidade de comutação térmica mantém a tensão inicial no ponto B, igual a +8 V. É feita em um amplificador operacional quádruplo K 1401 UD 2L (B). Como sensor de temperatura, destaca-se um termistor (R5), através do qual flui uma corrente estável, gerada pelo amplificador operacional DA1.1. A linearização da dependência da temperatura da resistência do resistor R5 na faixa de temperatura de menos 10°C a mais 50°C é realizada usando o resistor R3. O termistor é montado no corpo da pulga do transceptor GPA. Uma mudança na temperatura da unidade GPA leva a uma mudança no valor da resistência do termistor, que por sua vez leva a um desvio de tensão no ponto E em relação à tensão de referência no ponto C, igual a +7 V. por dU. O amplificador operacional DA1.2 gera uma tensão dU igual em magnitude e de sinal oposto no ponto D.

Fig.3 (clique para ampliar)

Movendo o controle deslizante do resistor variável R10, é possível obter na saída do amplificador de escala DA1.4 o sinal e o valor necessários da tensão de compensação térmica relativa à tensão de saída de +8 V dentro de ± 1 V quando o a temperatura do termistor muda em relação à temperatura ambiente em ± 30'C.

A unidade de compensação térmica é montada em uma placa de circuito impresso instalada na parede lateral da unidade GPA. O nó usa resistores do tipo S2-ZZP ou MLT 0,125 W, SP5-1b, SP5-3B, capacitores do tipo KM. O resistor de temperatura tipo ST4-16A ou ST1-17 deve ter um contato térmico confiável com o corpo da unidade GPA. O chip K1401UD2A (B) pode ser substituído por dois K140UD20 ou quatro K140UD6 (K140UD608).

A configuração da unidade de compensação de temperatura deve ser realizada na seguinte sequência.

O ajuste preliminar da unidade de compensação térmica é reduzido para definir a tensão zero entre os pontos C, D com um resistor variável R6. A tensão entre os pontos C, D deve ser controlada por um testador com uma corrente de desvio total não superior a 100 μA.

A verificação da exatidão do pré-ajuste do nó se reduz a monitorar a tensão no ponto B, que deve ser igual a + (8 ± 0,5) V em temperatura ambiente normal dentro do transceptor.

O ajuste final da unidade de compensação de temperatura é realizado após uma hora de aquecimento do transceptor. Ajustando o resistor variável R 10, a frequência de operação do transceptor é ajustada, que era quando foi ligado.

Após desligar e resfriar, o transceptor é ligado novamente e a estabilidade da frequência de operação é verificada, cujo desvio deve ser semelhante à curva 3 da Fig. 2.

Literatura

1. Drozdov V.V. Transceptores amadores KB. - M.: Rádio e comunicação, 1988.
2. Krivonosov L.I. Compensação de temperatura de circuitos eletrônicos. - M.: Comunicação, 1977.
3. Altshtuller G.B. e outros Osciladores de quartzo. - Manual de referencia. - M.: Rádio e Comunicações, 1984.

Autores: V.Usov, V.Grinman; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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